在一个有7000年历史的中国农庄发现的犬类粪便。图片来源：JADA KO
据中国科学报（徐锐）：如今已是美国史密森学会下属国家自然历史博物馆考古学家的Melinda Zeder，始终忘不了早年的一次考察经历。
据《科学》报道，1981年，当时还是研究生的Zeder正在整理伊朗西南部一个旧石器时代洞穴中的动物骨骼，突然她发现了一块无法辨认的碎片。
“当你难以区分石头和骨头时，就把舌头放在上面来辨别。”Zeder说，如果碎片是骨头，它会粘住舌头。Zeder确实那样做了，但碎片并不粘舌，却开始溶解。她非常不解，向更有经验的同事求助。那名同事笑了：“那是鬣狗的粪便。”
这种饱经沧桑的古老粪便可以历经数千年不毁，甚至能够保留其原始的形状和颜色。考古学家通常可以根据大小和其他属性区分人类和动物的粪便。但事实证明，狗的粪便很难与人类的排泄物区别开来，这可能会阻碍研究人员重建古人的饮食习惯。
哈佛大学分子考古学家Christina Warinner和同事开发出一种基于人工智能的工具，他们声称这种工具能够准确区分人类和狗的“古粪便”。在分析了数千年来的十几个样本后，他们得出了一个令人惊讶的结论：考古记录中充满了犬类的粪便。
Warinner向世界各地的考古学家索取古代人类粪便样本的初衷，是为了研究栖息在人类肠道中占比最大的微生物群——细菌是如何随着时间的推移而改变的。它们会在人类的粪便中留下痕迹。
然而，Warinner收到的样本使她十分困惑：“我们原以为收到的一定都是人类粪便，但得到的数据却很奇怪。”
由于有些人吃狗肉，所以人类的古粪便中可能含有犬类遗传物质；犬类的粪便中也可能含有人类DNA，因为犬类有时会吃人类的粪便。但是，当Warinner研究小组对样本（其中一些是粪化石）中的遗传物质进行分析时，发现一些样本含有大量的犬类DNA，它们只可能来自犬类。
为了找到更好的方法区分两者，Warinner求助于她的研究生、正在德国马普学会人类历史科学研究所攻读生物信息学博士学位的Maxime Borry。
Borry从粪便样本中收集了所有的DNA，其中不仅包括人类和犬类的遗传物质，还包括来自微生物、植物和主人肠道中的其他任何东西的基因序列。然后，他构建了一个机器学习程序，学习如何在现代人和犬类粪便样本的大量数据之间建立关联。
研究人员将得到的名为coproID的程序应用到13个样本中（样本范围从一个有7000年历史的中国农庄回收的粪便，到从英格兰南部一个有400年历史的家族采集的粪便）。他们还对7个对照样品（不含粪便但来自可能发现粪便的沉积物，包括古代垃圾堆和人类骨骼的盆腔等）进行了测试。
coproID将所有的对照样品归类为非粪便。Warinner研究小组近日在PeerJ报道称，他们还确认了7个样本的归属，其中5个是人类粪便，两个是犬科动物粪便。
最令人惊讶的发现是来自17世纪英国家庭的粪便样本。在20世纪80年代的一次翻修中，工人在屋顶附近发现了一个装有沉积物的壶。他们把它送到当地一个博物馆，并作为展品在那里放了几十年，标签显示“三个人的粪便”，但coproID报告说这些粪便并非来自人类，而属于一条狗。
Zeder希望这种新方法能够为人类和犬类关系的演变提供新的视角。15000多年前，人类驯养了狗，但具体是何时、何地、如何发生的，至今仍是个谜。
相关论文信息：https://doi.org/10.7717/peerj.9001
